燃烧学思考与练习题
第二章思考与计算题
2.1 煤有哪些种类，都有哪些特点，其可燃组分有哪几种？
2.2 煤中灰分和煤中不可燃矿物质的含义一样吗？
2.3 煤中的含碳量、固定碳和焦炭的含义相同吗？
2.4 什么是燃料的发热值？高位发热值和低位发热值有什么区别？如何利用氧弹式热量计测量煤的高位发热值？
2.4 什么是标准煤？规定标准煤有何实用意义？
2.5 整理一下你所了解的国内外的洁净煤燃烧新技术。
2.6 哪些石油加工产品可以作为工业炉窑的燃料？
2.7 燃料油的粘度随温度升高而降低，利用恩格拉粘度计测量燃料油在不同温度下的粘度，并绘出它们之间的关系曲线。
2.8 重油燃烧技术对重油的粘度有什么要求？
2.9 何谓燃料油的闪点、燃烧点和着火点？用实验来证明。
2.10 为什么需要了解燃料油的热稳定性和掺和性指标？
2.11 与气体燃料有关的单一气体有哪些？它们各自的特点是什么？
2.12 高炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气、天然气等都有哪些特点？按照它们的热值范围排序。
2.13 试求40%甲种煤和60%乙种煤的混合物发热值。
甲种：C ar=62.1%，H ar=4.2%，S ar=3.3%，N ar=1.2%，O ar=6.4%，M ar=7.0%，A ar=15.8%
乙种：C ar=38.6%，H ar =2.6%，S ar =3.8%，N ar =0.8%，O ar =3.1%，M ar =11.0%，A ar =40.1% 2.14 已知某种煤的空干基成分为：C ad=53.97%，H ad=2.91%，S ad=3.54%，N ad=0.76%，O ad=5.1%，W ad=0.91%，A ad=32.81%；V daf=14.76%；Q net,ad=21623.8kJ/kg和收到基水分W ar=4.6%，求煤的收到基其它成分，干燥无灰基成分及收到基低位发热值，并用门捷列夫及我国煤科院的经验公式进行验算。
2.15 某种煤收到基含碳量为41%，由于受外界条件的影响，其收到基水分由15%减少到10%，收到基灰分由25%增加到35%，试求其水分和灰分变化后收到基含碳量？（要求先推导换算公式后计算）
2.16 甲乙两厂采用相同型号锅炉，甲厂燃用Q net,ar=22274 kJ/kg的煤，煤耗6.53 kg/s，乙厂燃用Q net,ar=16341 kJ/kg的煤，煤耗8.25kg/s，用标准煤耗比较哪个厂的锅炉燃烧经济？
2.17 某加热炉使用高炉煤气和焦炉煤气的混合煤气，煤气温度25℃，由化验室分析的煤气组分见下表，求两种煤气的发热值和当高炉煤气和焦炉煤气按7:3混合时，混合煤气的组分
第三章计算练习题
3.1 某气体混合物，其各组分的摩尔数见下表
组分 CO CO 2 H 2O N 2 NO X i
0.095
6
7
34
0.005
试求：
（1）氮氧化物（NO ）在混合物中的摩尔分数。并将结果表示成摩尔百分数和ppm 的形式。（2）混合物的摩尔质量。 （3）每一组分的质量分数。
3.2 有一种甲烷与氧气组成的混合物。甲烷的摩尔分数是0.2，混合物的温度是300 K ，压力为100 kPa. 求甲烷在混合物中的质量分数和甲烷的摩尔浓度(单位体积混合物中甲烷的摩尔数，kmol/m 3)
3.3 由N 2和Ar 组成的混合物，其中N 2的摩尔数是Ar 的3倍。 求N 2和Ar 的摩尔分数，混合物的摩尔摩尔质量，N 2和Ar 的质量分数，及在500 K 温度和250 kPa 压力下N 2的摩尔浓度，kmol/m 3。
3.4计算异辛烷(i-C 8H 18)与空气的化学当量混合物在标准参考状态下(298.15 K)的焓，分别以每千摩尔燃料为基(kJ/kmol fuel )，每千摩尔混合物为基(kJ/kmol mix )和单位质量混合物为基(kJ/kg mix )来表示。
3.5 采用预热空气方法来提高一燃烧炉的燃料效率。在一个大气压下，当空气预热温度为800 K ，空气与燃料的质量比为18，求绝热火焰温度。已知燃料入口温度为450K 。假设主要的物性参数如下
K 300=ref T ，29/fuel air prod MW MW MW kg kmol ===
, 3.5/(K)p fuel c kJ kg =?，, 1.2/(K)p prod c kJ kg =?，, 1.2/(K)p air c kJ kg =?
00,,0
f air f prod h h ==，06, 1.1610/f fuel h kJ kmol =? 3.6 计算分析在一个封闭的容器中的一个平衡反应O 2?2O 。假设在没有分解时容器中有1
摩尔的O 2，试计算在T=2500 K 、P= Pa 的条件下的O 2和O 的摩尔分数。
3.7 日本有人进行高温空气燃烧基础性试验研究，在一个1m 3的小型试验炉上测定NOx 的排放浓度。使用燃料为13A （日本城市煤气，主要组分为C 3H 8），燃料流量为4 Nm 3／h ，空气流量为52 Nm 3 /h ，炉温恒定在1100 ℃，试计算该炉温下的化学当量比和空气过剩系数。 3.8 某一工厂的轧钢加热炉采用重油作燃料，需要将钢坯加热到1523 K 。已知重油的收到基组分为C ar =83.5%，H ar =11.8%，O ar =1.2%，N ar =0.7%，S ar =0.3%，A ar =0.1%，M ar =2.4%；
重油被加热到353 K ，空气过剩系数 1.18＝
α，助燃空气不预热，温度为298 K ，求该条件下的重油的理论燃烧温度，并估计可能达到的炉子温度，判断该种重油燃料是否满足生产工艺要求。假设考虑炉子热损失，炉温系数η=0.75，实际炉温比钢坯加热需要的温度要高出420 K 才能满足要求。
3.9 试求重油和煤气混合物燃烧所需的空气量和燃烧产物生成量。已知锅炉炉膛内燃烧8.33 kg/s 100号重油，兼烧2.78 m 3/s 的天然气。重油收到基成分为C ar =83.4%、H ar =10.0%、S ar =2.9%、N ar =0.3%、O ar =0.1%、M ar =3.0%、A ar =0.3%，天然气的干燥基成分为CO 2,d =3%、CH 4,d =88%、C 2H 8,d =1.9%、C m H n,d =0.5%、N 2,d =9.3%。
3.10 某大型冶金工厂的干燥基高炉煤气组分见下表，用空气助燃，燃烧高炉煤气加热热风
A工况为煤气和空气均不预热，均为25℃，煤气流量Nm3/h，空气流量92200 Nm3/h；B工况为煤气预热到300℃，助燃空气预热到500℃，煤气流量Nm3/h，空气流量95600 Nm3/h。分别求各工况下的空气过剩系数、理论燃烧温度。
3.11 某厂高炉煤气的成分在3.10题给出，由于热值太低，便加入一定量的焦炉煤气混合，在轧钢加热炉上使用。焦炉煤气的干燥基组分为
（1）求当焦炉煤气分别加入3%和8%时，试求两种混合煤气的低热值和理论燃烧温度，当炉温系数为0.77时，各自实际的炉温能达到多少。
（2）如果焦炉煤气的成本是高炉煤气的3倍，而预热高炉煤气和助燃空气不需要成本，当要求理论燃烧温度为1700 K时，试估计用什么预热方案较经济？
3.12 如果将3.10题中的高炉煤气与助燃空气双双预热到1000 K，(A/F)=0.66，与标准参考状态下（298 K，1atm）的情况相比，试计算燃料的节约率。
第四章计算练习题
4.1 在温度为400 K，压力为1 atm的条件下，O2和N2的等摩尔混合物。计算混合物的密度ρ和混合物摩尔浓度c。
4.2 在温度为400 K，压力为3.5 atm的条件下，采用附录9中给出的二元扩散系数数据，计算辛烷在空气中的二元扩散系数。同时对比值D ref/D和产物ρD的比值，即
(ρD)ref/(ρD)
4.3 一个50 mm直径量杯中有正-己烷(n-C6H14)。从气－液界面到量杯顶部的距离为20 mm。正-己烷的稳态蒸发速率为8.2310-8kg/s，在气－液界面上的正-己烷质量分数为0.482。正-己烷在空气中的扩散系数为80310-4m2/s。
A.求正-己烷蒸气的质量流率，给出单位；
B.求正-己烷蒸气的质量流量，即在气-液界面上宏观流动的部分；
C.求正-己烷在气液界面上的扩散部分流率。
4.4 分析水在1 atm下，由一个25m m直径的试管中蒸发到干燥的空气中。从水—气界面到管的顶部的距离为L=150m m。水—气界面上水蒸汽的质量分数是0.0235，水在空气中的二元扩散系数为2.6310-5 m2/s 。
A求水的质量蒸发速率；
B求在/2
=的条件下水蒸发质量分数；
x L
=的条件下由于宏观流动引起的水气质量流和由于扩散引起的水气质
x L
C求在/2
量流。
4.5 一个50 mm 直径量杯中存放正-己烷(n-C 6H 14)。空气吹过量杯的顶部。液-气界面到量杯顶部的距离是20 cm 。假设正-己烷的扩散系数是8.8310-6 m 2/s 。液态的正-己烷的温度是25?C 。计算正-己烷的蒸发速率。（提示：参考与复习一下本章例4.1中的Clausius-Clapeyron 关系式。） 4.6 求大气中水蒸气摩尔分数对50μm 直径的水滴寿命的影响。水液是在1atm 的空气中蒸发。假设液滴温度为75?C ，平均空气温度为200?C 。
取值分别为：X H2O,∞=0.1，X H2O,∞=0.2，X H2O,∞=0.3
第五章计算练习题
5.1 几种组分和它们的结构形式如下所示。采用碰撞分子的简图，证明反应
22222H O H O +→
按简单碰撞和给定的结构在很大的程度上是不可能的。
2:H H H - 2:O O O
= 2:H O H O H
-- 5.2 分析反应 222H O H O H +→+，证明这是一个基元反应。借鉴题5.1所用的简图，超氧酸自由基的结构是H O O --。
5.3 考察丙烷氧化的总包反应：
.43522283O H CO O H C +→+
对这一反应，建议用下面的总包反应机理来描述
反应速率110.1 1.65382 8.610exp(30/)[][],u R T C H O =?-
式中用的是CGS 单位(cm ，s ，gmol ，kcal ，K)是指厘米克秒为基本单位的计量制，具有三个基本量方程。
（1）确定对应于丙烷的反应级数； （2）确定对应于氧气的反应级数； （3）总包反应的总反应级数； （4）确定反应的活化能。
5.4在一个总包的、一步反应的丁烷燃烧机理中，对应于丁烷的反应级数是0.15，对应于氧的反应级数是1.6。用阿累尼乌斯形式表示的机理的各系数为
指前因子：9
4.1610? 30.75[(/)/]kmol m s - 和活化能是125 000 kJ/kmol 。写出丁烷反应的速率的表达式
410[]
d C H dt
。 5.5 在燃烧天然气过程中，有以下重要的反应
43f
r
k
k CH M CH H M ??→+++←?? 其中逆反应的系数由下式给出
625(/) 2.8210exp[9835/]r k m kmol s T T ?=?-
在1500 K 下，在参考压力为1 atm 时的平衡常数K p =0.。试推导出正反应常数k f 的代数
表达式。对于温度1500 K 时来评估该表达式，并给出单位。 5.6 分析下面的基元反应机理，其正反应与逆反应同样重要。
1
2223
2422CO O CO O O H O OH OH
CO OH CO H
H O OH O
+←?→++←?→++←?→++←?→+
试确定以这一反应机理定义的系统，需要多少化学速度方程？对于氢氧基自由基写出其
速度方程。
5.7 通过H 2和Br 2反应来获得稳态的产物HBr 。采用下列的复杂化学反应机理
2222, (R.1),
(R.2)
, (R.3) . (R.4)
M Br Br Br M M Br Br Br M Br H HBr H H HBr Br H +→++++→++→++→+ （1）对于每个反应，指出基元反应的类型以及在链式反应中的作用，比如单分子反应、链的初始反应等。
（2）写出Br 原子的反应速度的完整表达式，d [Br]/dt 。 （3）写出可用于确定氢原子[]H 稳态浓度的表达式。
5.8 下面的三个反应为NO 形成机理称为扩展的泽尔多维奇机理
12322 (R.1)N O (R.2)N OH (R.3)
f
f f k
k
k
O N NO N NO O NO H +??→++??→++??→+ 对于这一个拥有三步反应的机理，在假设O ，O 2，N 2，H ，OH 的平衡浓度下，忽略逆
反应，求出以下表达式
（1）稳态[N]原子浓度的表达式； （2）NO 生成速度d[NO]/dt 表达式。
第六章思考题
6.1 针对H 2-O 2系统，参考图6.1，讨论以下内容
(1) 第一爆炸极限； (2) 第二爆作极限； (3) 第三爆炸极限。
6.2 确定在CO 转化为CO 2过程中第一个基元反应的步骤。
6.3 对于碳氢化合物与空气的燃烧，采用方程6.1和6.2给定的单步总包机理，比较燃料碳转化为CO 2的反应速率，其中1φ=，P=1 atm 及T =1600 K ，燃料有三种：
(1) 甲烷(CH 4)；(2) 丙烷(C 3H 8)；(3) 辛烷(C 8H 18)。
提示：在确定反应物的浓度时要包括空气中的氮。
6.4 许多实验表明氮氧化物在火焰区域形成非常迅速，在火焰后气体中形成速度要慢得多。是什么因素对在火焰区域NO 的快速形成有影响。
6.5 指出在燃烧系统中NO 转化为NO 2过程中关键的自由基，为什么NO 2不出现在高温火焰区域？
6.6 结合煤的燃烧，讨论C 的燃烧反应机理。
第七章计算练习题
7.1 对于塞状流反应器，以图7.5为依据，推导出基本微分守恒方程组。提示：可以进行直接的推导，不必引入许多人为的假设。 7.2 推导出
2
1(/)mix mix i i i
dMW MW dY dx MW dx -=-∑ 7.3 考虑一个非绝热的充分搅拌反应器，假设为简单化学反应，即燃料，氧化剂和一个单一的产物组分。反应物由燃料0.2fuel Y =和氧化剂0.8Ox Y =组成，温度为298 K ，流入到体积为0.003 m 3的反应器中，质量流量为0.5 kg/s 。反应器在1 atm 下运行，热损失为2 kW 。假
设采用下面简化的热力学参数
对所有的组分， 1.1
/(K)p c kJ kg =?
0,2000/f fuel h kJ kg =-
0,0f Ox h =
kg kJ h pr f /00040,-=
流出的质量中燃料与氧化剂的质量分数分别为'
0.001fuel Y =和'0.003Ox Y =，求反应器
的温度和停留时间。
7.4 一个射流扩散火焰，燃料为甲醇蒸汽（CH 3OH ），氧化剂为空气。火焰中存在的组分为CH 3OH ，CO ，CO 2，O 2，H 2，H 2O ，N 2，和OH 。 (1) 求化学当量混合分数的数值。
(2) 写出混合分数f 的表达式，采用火焰组分的质量分数i Y 来表示。假设所有的二元扩散系数都相等，即没有差异引起的扩散。
第八章思考题
8.1 燃料燃烧过程包括着火和燃烧两个阶段，每个阶段是什么含义。
8.2 在近代燃烧理论中人们将着火过程表述为几种理论，概括地说明每种理论基本内容。 8.3 描述一下热力着火理论中的物理模型与数学模型。 8.4 写出临界着火温度的数学表达式，即自燃着火条件下可燃混合物的着火温度与器壁温度之间的关系。
8.5 叙述在热力着火过程中着火温度与压力的关系、着火浓度界限中温度与浓度的关系、压力与浓度的关系。
8.6 试叙述链着火过程。
8.7 均匀预混可燃气体的着火性能和燃烧稳定性有哪些？
8.8为什么增加燃烧产物在燃烧室内的滞留时间，或者增加反应速度，都可以使燃烧过程趋于稳定？
8.9为什么适当延长燃烧室的长度或者强化混合过程，可以使扩散燃烧趋于完全？ 8.10高热值煤气和低热值煤气的着火浓度范围与它们的热值大小有关吗？
第九章思考题
9.1 什么是火焰前沿面？预混可燃物层流火焰和预混可燃物湍流的形貌特征有哪些？ 9.2 描述一下层流火焰结构的特征。 9.3 根据(0L cp
K S Q T T '''=
-，分析火焰传播机理，指出火焰传播速度与其它因素的关系。
9.4 影响层流火焰传播速度有哪几个因素，请一一加以说明。 9.5 什么是本生灯火焰？其结构由哪几个部分组成？ 9.6 邓克尔和谢尔金的皱折表面燃烧理论内容是什么？ 9.7 萨默菲尔德和谢京科夫的容积燃烧理论包括哪些？
9.8 查找有关湍流火焰传播实验的文献，分析湍流燃烧的复杂特性。 9.9 层流预混锥形火焰的稳定条件是什么？
9.10 层流预混锥形火焰的脱火和回火发生的可能条件和防止方法。 9.11 锥形湍流火焰与层流预混锥形火焰的回火和脱火有哪些区别？ 9.12叙述用V 型钝体稳定火焰的机理，说明形成的点火圈在什么位置。 9.13查找文献，综述预混湍流火焰的各种稳焰方法。
第十章思考题
10.1 结合工程流体力学知识，解释一下湍射流的概念。
10.2层流和湍射流的厚度与距离是什么关系？二者有什么区别？
10.3按经验一般自由射流核的长度大约是喷口直径多少倍？
10.4自由射流到等温空间和非等温空间的卷吸能力有什么不同？用卷吸方程表示。
10.5画出同向穿越式平行射流和同向双流体平行射流的流场结构，试举出它们的应用。10.6指出垂直交叉射流和成角度交叉射流的流场结构特点。
10.7 说明环状射流的回流区的作用。
10.8如何判断旋转射流的强弱？强旋流和弱旋流各自的特征是什么？
10.9气体燃料射流扩散燃烧包括哪些过程？
10.10气体燃料自由射流的扩散燃烧基本方程有哪几项？与圆形自由射流的数学模型有什么区别？其解的形式有什么不同？
10.11画出自由射流扩散火焰的结构特征。
10.12画出并说明自由射流火焰形貌特性随射流初速的变化规律。
10.13 画出圆形自由射流火焰各组分浓度分布与火焰表面内横断面温度分布规律。
10.14 为什么说扩散火焰只存在脱火现象而无回火现象？
10.15 如何确定射流火焰在层流和湍流时的最长火焰长度？
1.说明煤的化学组成、挥发份及灰分、水分、碳分等对煤质特性的 影响？ 煤的化学组成主要由碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)等元素组成： 碳是煤中主要的可燃元素，在燃烧过程中放出大量的热；煤的炭化程度越高，含碳量就越大；含碳量高的煤难以着火与燃烬，但是发热量很高。 氢也是煤中主要的可燃元素，有效氢的发热量很高，是碳发热量的3～4倍，煤中氢含量先随着炭化程度的增加而增加，当煤中含碳量为85%时达到最大值，然后随着炭化程度的增加而下降。 氧是煤中有害的不可燃元素，煤中含氧量随着炭化程度的增加而下降，煤中氧含量的存在会使煤发热量降低。 氮是煤中的有害不可燃元素，其存在不但降低煤的发热量，而且会生成NOx 等污染物； 硫是煤中的有害元素，在煤燃烧过程中会生成SOx等有害污染物。 挥发分是煤在隔绝空气条件下加热到850℃时析出的气体。挥发分含量多的煤，着火容易，着火温度低，燃烬容易；挥发分含量少的煤，着火温度高，着火困难，燃烬非常困难。 灰分是指煤中所含的矿物质在燃烧过程中经过高温分解和氧化作用后生成的一些固体残留物。灰分含量高的煤不仅使煤的发热量减小，而且影响煤的着火与燃烧。由于燃烧烟气中飞灰浓度大，使受热面易受污染影响传热、降低效率，并使受热面易磨损而减少寿命。同时，对排烟中的含尘量必须采用高效除尘措施，使排烟中含尘降低到合格的排放指标。在煤的使用过程中，一定要重视煤的灰熔点，否则容易造成结渣，不利于燃烧过程中空气的流通和气流均匀分布，破坏燃烧过程的稳定运行。 水分是煤中的不可燃成分，其存在不仅降低了燃料的可燃质含量，含水量大的燃料发热量低，不易着火、燃烧，而且在燃烧时还要消耗热量使其蒸发和将蒸发的水蒸气加热，降低燃烧室温度，使锅炉效率降低，并使排烟损失加大，还易在低温处腐蚀设备。含水量大的煤使得制粉设备制粉困难，需要高温空气或烟气干燥。同时，水分大的煤也不利于运输，并使成本增加。但是，在高温火焰中水蒸气对燃烧具有催化、媒介作用，可以加速煤粉焦碳的燃烧，可以提高火焰黑度，增加火焰及烟气的辐射放热强度，加强燃烧室炉壁的辐射换热。另外，水蒸气分解时产生的氢分子和氢氧根可以提高火焰的热传导率。这样，水分使飞灰中碳粒减少，从而使机械不完全损失减少，TSP减少，同时水分的蒸发有利于疏松煤层，增加孔隙率，改善燃烧。因此综合考虑，应以合适水分为好。 煤中碳分包括固定碳和游离碳。固定碳是指在隔绝空气的情况下煤中挥发分析出后剩下的固体物质中的含碳量；游离碳是指挥发分中的含碳量。一般来说，煤的煤化程度越高，挥发分含量越少，固定碳含量越高。煤中固定碳含量高，不利于煤的着火和燃烧，煤难以燃烬。 2.什么是有效氢，什么是化合氢？ 有效氢：与碳、硫结合在一起的氢，也叫可燃氢，可进行燃烧反应，并放出
1 硫在煤中的几种存在形式为什么是有害成分熔点与酸度的关系。 答：三种，1有机硫，来自母体，与煤成化和状态，均匀分布。2 黄铁矿硫与铁结合在一起，主要成分，硫化铁。3硫酸盐硫以各种硫酸盐的形式存在杂质中。有害成分：二氧化硫三氧化硫危害人体健康和造成大气污染。在加热炉中造成金属的氧化和脱碳，在锅炉中引起锅炉换热面的腐蚀。焦炭还能影响生铁和钢的质量。酸性程度高的灰分，熔点较高。 曼彻斯特的红> 22:03:42 2 说明煤灰分的定义，怎样确定灰分的熔点和酸度 答：煤中所含的矿物杂质（碳酸盐粘土矿物及微量稀土元素）在燃烧过程中经过高温分解和氧化作用后生成一些固体残留物。熔点：灰分式样软化到一定程度时的温度作为灰分的熔点。（三角锥软化到半球）。酸性成分与碱性成分之比作为灰分的酸度。 3、何为煤的半工业分析、全工业分析。分析方法及意义 煤的半工业分析是将一定质量的煤加热到110℃使其水分蒸发，以测出水分的含量，再在隔绝空气的条件下加热到850℃，并测出挥发分的含量，然后通以空气是固定碳全部燃烧，以测出灰分和固定碳的含量。 全工业分析是在办工业分析的基础上加上煤中S的含量，与煤的发热值的测定的煤的工业分析。 4 集中表述煤的化学组成有几种方法表示。有什么实际意义， 应用成分：C H O N P S灰分A 水分W七种组分所组成，包括全组分在内的成分，习惯上把她叫做应用基，上述各组分在应用基中的质量百分数叫做燃料的应用成分。干燥成分：不含水分的干燥基中的各组分的百分含量来表示燃料的化学成分。可燃成分：C H O N S五种元素在可燃基中的百分含量来表示燃料的成分。 5 工业炉使用气体燃料与固、液体相比有哪些优点 1，在各种染料中，气体燃料的燃烧过程最容易控制，也最容易实现自动调节2，气体燃料可以进行高温预热，因此可以利用低热值燃料来获得较高的燃烧温度并有利于节约燃料降低燃烧。3没有炉灰，固体废弃物。 6燃烧计算中需已知那些条件主要确定那几个参数 答：条件：（1）燃料完全燃烧，不考虑热分解2气体体积均指标况下体积3元素的公斤分子
一、单选题（2分/个） 1、不属于常用防止脱火的措施的为：D A喉口加装收缩段，但喉口直径不变B加稳焰器C使用冷却装置D利用钝体 2、下列关系不正确的是：B A液体燃烧的过程包括雾化、受热蒸发、扩散混合、着火燃烧B油滴燃烧属于预混燃烧 C提高燃烧室的温度水平有利于强化油雾燃烧 D异相燃烧是指不同相的物质之间发生的 3、碳的（）反应是自我促进的，而（）反应是自我抑制。A A氧化/气化 B气化/氧化 C还原/氧化D氧化/还原 4、已知燃料成分，下列量可以确定的是：D A着火温度B理论发热温度C理论燃烧温度D实际燃烧温度 5、影响碳球燃尽速度的主要因素是：D A碳球表面二氧化碳浓度B碳球燃尽时间C碳球直径D碳球表面氧气浓度分 6、涡轮增压装置对汽车发动机的作用不包括：D A能提高汽车发动机内的燃料气体的化学反应速度 B能减少汽车发动机内燃料气体的燃烧 C提高汽车发动机的功率 D能提高汽车发动机内燃料气体理论发热温度 7、能用来描述动量、热量和质量相似的准则数是：C A普朗特数，雷诺数，努塞尔特数和舍伍德数 B普朗特数，施密特数，努塞尔特数和 C普朗特数，施密特数，努塞尔特数和舍伍德数 D普朗特数，施密特数，努塞尔特数和雷诺数 8、依靠传热与传质进行火焰传播的是：C A爆震B爆炸C正常传播D爆燃 9、对于影响自燃着火温度的描述，不正确的是：D A散热系数减少有利于着火B燃料活性强易着火 C系统初始温度升高容易着火D产热散热相等有利于着火 10、静止空气中球形碳粒燃烧，当温度为900℃时：B A只存在二次反应B一次反应，二次反应并存C只存在一次反应D以上都不对 二、辨析题（判断正误，错误的说明理由，5分/个） 1、复杂反应所形成的最终产物由几步反应所完成，故可用质量作用定律直接按反应方程判断反应物浓度关系。 答：错。复杂反应，所形成的最终产物是由几步反应所完成的，故化学反应方程式并非表示整个化学反应的真实过程，故无法用质量作用定律直接按反应方程判断反应速度与反应物浓度关系 2、家用煤球炉在800多摄氏度能稳定燃烧，而大型煤粉炉要在1300℃以上才能稳定燃烧，因此，由细小煤粉反应活性好的理论可以得知：因此家用煤球炉比大型煤粉炉更实用。 答：停留时间是影响燃烧热工况的很重要的一个因素。停留时间越长，燃烧热工况越好。家用煤球炉中，煤的停留时间可以达到几个小时，而大型煤粉炉中，煤粉颗粒在炉膛内却只能停留2到5秒，因此家用煤球炉在较低温度下即可以维持燃烧稳定，而大型煤粉炉却需要较高炉膛温度来维持燃烧稳定。
《高等燃烧学》习题集与解答 第一章绪论 1、什么叫燃烧？ 答：燃烧标准化学定义：燃烧是一种发光发热的剧烈的化学反应。燃烧的广义定义：燃烧是指任何发光发热的剧烈的化学反应，不一定要有氧气参加。 2、燃烧的本质是什么？它有哪些特征？举例说明这些特征。 答：燃烧的本质是一种氧化还原反应。它的特征是：放热、发光、发烟并伴有火焰。 3、如何正确理解燃烧的条件？根据燃烧条件，可以提出哪些防火和灭火方法？ 答：可燃物、助燃物和点火原始燃烧的三要素，要发生燃烧，可燃物和助燃物要有一定的数量和浓度，点火源要有一定的温度和足够的热量。根据燃烧的条件，可以提出一下防火和灭火的方法： 防火方法：a、控制可燃物；b、隔绝空气；c、清除点火源 灭火方法：a、隔离法；b、窒息法；c、冷却法；d、抑制法 4、我国目前能源与环境的现状怎样？电力市场的现状如何？如何看待燃烧科学的发展前景？ 答：我国目前能源环境现状： 一、能源丰富而人均消费量少 我国能源虽然丰富，但是分布不均匀，煤炭资源60%以上在华北，水力资源70%以上在西南，而工业和人口集中的南方八省一市能源缺乏。虽然在生产方面，自解放后，能源开发的增长速度也是比较快，但由于我国人口众多，且人口增长快，造成我国人均能源消费量水平低下，仅为每人每年0.9吨标准煤，而1 吨标准煤的能量大概可以把400吨水从常温加热至沸腾。 二、能源构成以煤为主，燃煤严重污染环境 从目前状况看，煤炭仍然在我国一次能源构成中占70%以上，成为我国主要的能源，煤炭在我国城市的能源构成中所占的比例是相当大的。 以煤为主的能源构成以及62％的燃煤在陈旧的设备和炉灶中沿用落后的技术被直接燃烧使用，成为我国大气污染严重的主要根源。据历年的资料估算，燃煤排放的主要大气污染物，如粉尘、二氧化硫、氮氧化物、一硫化碳等，对我国城市的大气污染的危害已十分突出：污染严重、尤其是降尘量大；污染冬天比夏天严重；我国南方烧的高硫煤产生了另一种污染——酸雨；能源的利用率低增加了煤的消耗量。 三、农村能源供应短缺 我国农村的能源消耗，主要包括两方面，即农民生活和农业生产的耗能。我国农村人口多，
第一章 绪论 1、燃烧有哪几类分类方法，分别是什么？ (1)按化学反应传播的特性和方式：强烈热分解，爆震，缓燃 (2)按照燃料的种类：气体燃料燃烧，液体燃料燃烧（燃烧前雾化，蒸发,混合），固体燃料燃烧 (3)按照有无火焰：有火焰燃烧，无火焰燃烧 (4)按照燃料和氧化剂是否预先混合以及流场形态分类：层流预混火焰，层流扩散火焰，湍流预混火焰，湍流扩散火焰，预混-扩散复合层流火焰（煤气灶）。 2、什么叫燃烧？燃烧的现象是什么? 燃烧是指可燃物和助燃剂之间发生快速强烈的化学反应。现象有发光，发热等。 3、燃烧学研究方法 实验分析，数值模拟，理论总结，诊断技术 第二章 燃烧学的热力学与化学动力学基础 1、什么叫化学恰当反应？ 所有参加化学反应的反应物都按照化学方程式给定的比例进行完全燃烧的反应。 2、反应分子数和反应级数的异同。 （1）概念不同：反应级数数是反应浓度对化学反应速率影响的总的结果，由化学动力学实验测得。化学反应分子数是指基元反应发生反应所需要的最小分子数。 （2）用途不同：反应级数用来区分化学反应类型，反应分子数用来解释化学反应机理。 （3）简单反应的级数常与反应式中作用无的分子数相同。 （4）化学反应级数可以是正整数，分数，零和负数。零表示化学反应速度与浓度无关。负数表示该反应物浓度增加化学反应速率下降。但化学反应分子数一定是正整数。可以有零级化学反应，但不可能有零分子反应。 3、阿累尼乌斯定律及其适用范围。 阿累尼乌斯定律是化学反应速率常数与温度的经验公式。表达式为： exp(/)b a u k AT E R T =- 适用范围：（1）适用于简单反应以及有有明确级数的化学反应 （2）阿累尼乌斯公式是由实验得出的，它的适用温度范围比较窄。在低温范围 内拟合的阿累尼乌斯经验公式可能完全不适用于高温情况下的实验数据。 4、分析影响化学反应的各种因素。 (1)温度 阿累尼乌斯定律，温度影响化学反应速率常数，温度升高反应速度加快。 (2)催化剂 催化剂是指能够改变化学反应速率，而本身在化学反应前后组成，数量和化学性质均没有发生变化的物质。通过改变化学反应的活化能来改变化学反应速率。均相催化反应:生成中间活化络合物。
《消防燃烧学》函授试卷（三） （考试时间： 年 月） 一、概念题（每小题2分，共10分） 1、扩 散 2、闪 燃 3、爆 轰 4、热惯性 5、空气消耗系数 二、填空题（请将正确答案填写在括号内。每空1分，共20分） 1 ）、（ ）和（ ）。 2、高聚物燃烧的最突出的特点是（ ）、（ ）和（ ） 3、热自燃理论认为体系能否着火取决于（ ），碘值高的涂油物自燃是因为（ ）。 4、可燃混气的热容越大，着火感应期（ ）；可燃混气的导热系数越大，着火感应期（ ）；混气的燃烧热（ ），着火感应期越短。 5、火灾中热烟气的毒性主要表现在（ ）、（ ）、 （ ）三个方面。 6、木材密度越大，燃烧速度越（ ）；比表面积越大，燃烧速度越（ ）。 7、粉尘发生二次爆炸的主要原因是（ ）。 8、可燃固体发生阴燃应具备的条件是（ ）和（ ）。 9、当氧气浓度低于（ ）时，大多数的燃烧反应都会因缺氧而自行熄灭。 三、选择题（下列各题的备选答案中有一个或二个选项是正确的，请把正确答 案填在括号中。每小题2分，共12分） 1、正确的是 （ ） A ．点火源能量越高，爆炸极限范围越大，危险性越大 B ．惰气含量越高，爆炸极限范围越窄，危险性越小 C ．初温越高，爆炸极限范围越高，危险性越大 D ．压力越大，气体的爆炸极限越宽，危险性越大 2、下列有关气体可燃物扩散火焰高度的说法中，错误的是 （ ）A ．火焰高度随管内燃气流速的增大而升高 B ．火焰高度随管道直径的增大而升高 C ．火焰高度随环境氧含量的增大而升高 D ．火焰高度随可燃物完全燃烧空气需要量增大而升高 3、关于扩散燃烧时火焰锋面处可燃气和空气扩散速度说法正确的是 （ ）A ．火焰锋面处可燃气和空气的扩散速度相等 B ．火焰锋面处可燃气的扩散速度比空气的扩散速度大 C ．火焰锋面处可燃气的扩散速度比空气的扩散速度小 D ．火焰锋面处可燃气和空气按化学计量比扩散 4、下列有关可燃物自燃点和闪点排序正确的是 （ ）A ．乙烷的自燃点比乙醇的自燃点高 B ．正戊烷的闪点比异戊烷的闪点高 C ．乙醛的自燃点比乙醇高 D ．正戊醇的自燃点比异戊醇高 5、有关固体表面火焰传播速度关系的说法错误的是 （ ） A ．垂直向上燃烧的火焰传播速度比水平方向要快 B ．材料热惯性越高，火焰传播速度越快 C ．材料表面获得的辐射热越高，火焰传播速度越快 D ．环境温度越高，火焰传播速度越快 6、有关可燃混气的最小引燃能说法中错误的是 （ ）
燃烧 1、着火是指：燃料和氧化剂混合后，由无化学反应、缓慢的化学反应向稳定的强烈放热状态的过渡过程，最终在某个瞬间、空间中某个部分出现火焰的现象。 2、热自燃孕育期即为着火延迟期：它的直观意义是指可燃物质由可以反应到燃烧出现的一段时间，更确切的是在可燃物质已达到着火条件下，由初始状态到温度骤升的瞬间所需时间。 3、火焰传播是指：当混合气的某一局部点燃着火时，将形成一个薄层火焰面，火焰面产生的热量将加热临近层的可燃混合气，使其温度升高至着火燃烧，这样一层一层的着火燃烧，把燃烧逐渐扩展到整个可燃混合气的现象。 4、燃烧温度：燃料在炉内实际燃烧后烟气所达到的温度(有散热)，它是在边燃烧边传热的情况下烟气达到的温度，在高度方向和炉膛截面的不同处，其燃烧温度是不相同的；此外还与燃烧完全程度及燃料是否热解有关。 5、理论燃烧温度(绝热燃烧温度)：假定炉膛边界不传热(绝热系统)时，燃料完全燃烧(不完全燃烧热损失为零)时炉内烟气所能达到的最高温度(不等于1，燃料和空气均可预热)。理论燃烧温度是燃料燃烧的一个重要指标，为某种燃料在某一燃烧条件下所能达到的最高温度，其对于炉内过程分析和热工计算都是一个极其重要的依据，对于燃料与燃烧条件的选择，温度水平的估计和炉内换热计算，都有实际意义。 6、理论发热温度：假定炉膛边界不传热(绝热系统)时，燃料完全燃烧(不完全燃烧热损失为零)，燃料和空气均不预热时，空气消耗系数为1时，炉内烟气能达到的温度称为理论发热温度。理论发热温度只和燃料性质有关，是从燃烧温度的角度评价燃料性质的一个指标。 7、均相燃烧：燃料和氧化剂的物态相同，如气体燃料在空气中的燃烧，燃料和氧化剂都是气体，属于同相燃烧。 8、异相燃烧：燃料和氧化的物态不同，如固体燃料在空气中的燃烧属于异相燃烧。 9、动力燃烧：燃料与氧化剂混合时间远小于燃料与氧化剂的混合物为达到开始燃烧反应的温度时所需的加热时间和完成化学反应所需时间之和，扩散性能远远超过化学反应性能，燃烧速度取决于化学反应性能，而与扩散性能无关。此时，扩散性能很强，燃料表面有足够的氧气，阻碍燃烧的是不能迅速进行化学反应。如预先混合好的可燃气体与空气混合物的燃烧过程、层燃炉尾部燃烬区的燃烧过程、细小颗粒煤粉的燃烧过程和煤粉炉尾部的燃烧等，即动力燃烧不只在气体燃料燃烧时才存在。 其主要影响因素是可燃物与氧的化学反应速度，化学反应速度与反应空间的压力、温度、反应物质浓度有关。对于锅炉的实际燃烧，影响化学反应速度的主要因素是炉内温度，炉温高，化学反应速度快。 10、扩散燃烧：燃料与氧化剂混合时间远大于燃料与氧化剂的混合物为达到开始燃烧反应的温度时所需的加热时间和完成化学反应所需时间之和，化学反应性能远远超过扩散性能时，燃烧速度取决于扩散性能，而与化学反应能力无关，化学反应能力很强，只要氧气扩散到燃料表面，就能立即燃烧掉，阻碍燃烧的是氧气供给不足。如气体燃料与空气分别由两个喷口进入燃烧室的燃烧过程和大颗粒煤的燃烧过程。对于扩散燃烧，对其燃烧进行强化的主要方法是加强燃料与空气的混合，其次是提高二者的温度等。 11、何为阿累尼乌斯定律？何为活化能E？活化能与何因素有关？
1.解释下列基本概念: (1)燃烧：燃烧是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光或发烟的现 象。 (2)火 灾：在时间和空间上失去控制的燃烧称为火灾。 (3)烟：由于燃烧不完全等原因会使得产物中混有一些微小的颗粒，这时即形成“烟”。 (4)热容：在没有相变化和化学变化的条件下，一定量的物质温度每升高一度所需要的热量。 (5)生成热：化学反应中由稳定单质反应生成某化合物时的反应热。 (6)标准燃烧热：在和指定温度下，1mol 某物质完全燃烧时的恒压反应热。 (7)热值：单位质量或单位体积的可燃物完全燃烧所放出的热量。 (8)低热值：可燃物中的水和氢燃烧生成的水以气态存在时的热值。 2.燃烧的本质是什么它有哪些特征举例说明这些特征. 燃烧的本质是一种氧化还原反应。特征是：放热、发光、发烟、伴有火焰。 3. 如何正确理解燃烧的条件根据燃烧条件，可以提出哪些防火和灭火方法 可燃物、助燃物和点火源是燃烧的三要素，要发生燃烧燃烧，可燃物和助燃物要有一定的数量和浓度，点火源要有一定的温度和足够的热量。 根据燃烧条件，可以提出以下防火和灭火的方法： 防火方法：1．控制可燃物；2．隔绝空气；3．消除点火源 灭火方法：1．隔离法2．窒息法3．冷却法 4. 抑制法 8. 举例说明燃烧产物(包括烟)有哪些毒害作用其危害性主要体现在哪几个方面 除了CO2和H2O 外，烟气中的其他成分都有一定的毒性、刺激性或腐蚀性。其危害性体现在以下三个方面：1）毒害性；2）减光性3）爆炸性 9.试求出在p ＝1atm 、T=273K 下，1公斤苯(C6H6)完全燃烧所需要的理论空气量。 3 22 ,0,030.10104.2248129276.4104.22)32 32412(76.421.02 m O S H C V V O air =???? ? ??+?=??-++?== -- 10.已知木材的组成为:C-46%、%、%、%、%，问在p ＝1atm 、T=273K 下木材完全燃烧产物体积是多少 3 22 ,0,045.4104.22323746124676.4104.22)32 32412(76.421.02 m O S H C V V O air =???? ? ??-+?=??-++?== -- kg m H W V N S C V V V V V air O H N SO CO yq /18.5100624.221009184.2245.479.01002284.2210046124.2210024.22100184.2279.0100284.22100324.22100124.223,0,0,0,02222=?+?+?+?+?=?+?++?+?+?= +++= 11.木材的组成为C-48%、H-5%、O-40%、N-2%、W-5%.试求在、30℃的条件下燃烧5kg 这种木材的实际需要空气体积、实际产物体积和产物密度。(空气消耗系数数取
燃烧学实验指导书
。 目录 实验原理系统图、实验仪器仪表型号规格及燃料物理化学性质 (2) 实验一 Bensun火焰及Smithell法火焰分离 (3) 实验二预混火焰稳定浓度界限测定 (4) 实验三气体燃料的射流燃烧、火焰长度及火焰温度的测定 (6) 实验四静压法气体燃料火焰传播速度测定 (8) 实验五本生灯法层流火焰传播速度的测定 (11) 实验六水煤浆滴的燃烧实验 (13) 燃烧喷管及石英玻璃管说明 燃烧喷管共4根，分别标记为： I号长喷管—细的长喷管(喷口内径7.18mm) II号长喷管—粗的长喷管(相配的冷却器出口直径10.0mm) I号短喷管—细的短喷管(喷口内径5.10mm) II号短喷管—粗的短喷管(喷口内径7.32mm) 石英玻璃套管共3个，分别标记为： I号玻璃管—最细的石英玻璃管(本生灯火焰内外锥分离用) II号玻璃管—中间直径的石英玻璃管(观察Burk-Schumann火焰现象及测定射流火焰长度用) III号玻璃管—最粗的石英玻璃管(测定射流火焰温度用) 燃烧学实验注意事项 1．实验台上的玻璃管须轻拿轻放，用完后横放在实验台里侧，以防坠落。 2．燃烧火焰的温度很高，切勿用手或身体接触火焰及有关器件。 3．燃烧完后的喷嘴口、水平石英管的温度仍很高，勿碰触，以防烫伤。 4．在更换燃烧管时，手应握在下端，尽量远离喷嘴口。 -可编辑修改-
燃烧学实验 定值器压力#1台#2台#3台#4台#5台#6台 预混空气(kPa) 13 12 13 13 20 13 射流空气(MPa) 0.12 0.11 0.135 0.12 0.16 0.12 2
工程燃烧学试卷 第 1 页共 2 页 一、名词解释(每小题2.5分，共10分) 1、着火热 2、绝热火焰温度 3、层流燃烧 4、反应焓 焓 二、填空题(每小题4分，共20分) 1、燃烧过程的特点:1) ;2) 2、盖斯定律指的是 3、化学反应速率指的是 4、活化能E指的是 、煤的可磨性系数指的是: 5 三、单项选择题(3分/每小题，共30分) 1、“一定体积的气体的摩尔数与其压力成正比”，气体压力,,,时该结论成立。 A:小于1MPa; B,5MPa; C:大于15MPa 2、可以用质量作用定律来描述反应速率的化学反应是:,,,,, A:基元反应; B:分支反应; C:燃烧反应 3、对总体反应而言，当反应物浓度增加而反应速度却降低时，则反应的级数是:, 第 2 页共 2 页 A:分数; B:负数; C:小数; 4、阿累尼乌斯公式不适用的化学反应是:,,,,,, A:催化反应; B:多相反应; C:链式反应;
5、根据谢苗诺夫热自燃理论，装有可燃气体的容器越大，可燃气体,,,, A:越不容易着火; B:越容易着火; C:温度越高; 6、根据链式自燃理论，使反应自动加速直至着火的主要原因是:,,,,, A:活化中心的不断积累; B:热量的不断积累; C:反应物浓度的不断积累; 7、民用燃气灶具不能混用燃气的原因是:,,,,,,, A:不同燃气具有不同的输送方式; B:不同燃气具有不同的物性参数; C:不同燃气具有不同的火焰传播速度; 8、混合气体层流火焰传播速度的最大值出现在:,,,,,, A:过剩空气系数略大于1(贫燃料); B:过剩空气系数略小于1(富燃料); C:过剩空气系数等于1; 9、湍流火焰传播速度高于层流火焰传播速度的主要原因是:,,,,, A:湍流的速度分布比层流的速度分布更均匀。 B:湍流火焰的流动速度更快; C:湍流火焰的峰面的面积更大; 10、在碳氢化合物燃烧过程中，1kg空气参与燃烧后，大约能放出:,,, A:3200 kJ热量; B:32000 kJ热量; C:320 kJ热量; 四、、问答题(共40分) 1、简要分析热力着火及链式分支链锁着火机理的区别,(10分) 答: 2、试述回流区稳焰的基本原理(10分) 3、在煤粉锅炉燃烧过程中，为什么必须采用热风输送煤粉才能保证煤粉的着火,而其它燃煤锅炉(如层燃锅炉或流化床锅炉)则没有这一要求,试从燃料着火理论分析它们着火的差异。 (20分)
《燃烧学》思考题 第二章、燃料 1.燃料的元素分析组成，表示和各个基准之间的换算。 2.煤的工业分析成分组成、表示和换算。 3.煤的挥发分的主要成分构成，挥发分的产率受哪些因素影响。 4.煤的元素分析和工业分析成分，即煤质特性对燃烧过程影响的一般规律。 5.灰熔点温度和测量。灰熔点的影响因素有哪些？ 6.燃料的发热量、高位发热量和低位发热量？ 7.常见动力用煤的分类和各类动力用煤的特征。 8.煤的可磨性系数、磨损指数、标准燃料和折算成份？ 9.各种特种分析方法的用途是什么？ 10.液体燃料的粘度、闪点、燃点、凝固点和相对密度。 第三章、燃烧化学基础 11.化合物的生成焓和反应焓？如何计算化合物的生成焓和反应焓？ 12.基尔霍夫定律，盖斯求和定律和拉瓦锡-拉普拉斯定律。 13.理论燃烧温度、燃烧热，求解非离解条件下的理论燃烧温度。 14.基元反应、复杂反应，典型复杂反应的化学反应速率如何计算？ 15.应用质量作用定律和阿累尼乌斯定律进行化学反应速率的计算。 16.活化能、反应级数，一级、二级反应的特点是什么？ 17.燃烧的链锁反应，直链和分支链锁反应的主要历程。 第四章、燃烧物理学基础 18.Fick扩散定律。 19.一维扩散方程的推导。 20.混气密度、组分密度、质量相对浓度、摩尔相对浓度的定义及其计算。 21.无量纲准则数：Le、Sc的表达式和物理意义。 22.等温直流自由射流、旋转射流的特点，对着火和燃烧过程的影响。 第五章、气体燃料的燃烧 23.绝热条件下自燃过程的温度、浓度随时间的变化特征。 24.用谢苗诺夫的非稳态热力着火理论分析热力着火中的自燃现象。 25.用点燃条件下的零值梯度理论分析点燃现象。 26.着火感应期 27.燃料的可燃界限，影响燃料可燃界限的因素有哪些？ 28.层流和湍流的火焰传播速度，火焰锋面厚度。 29.推导层流火焰传播速度。 30.影响层流火焰传播速度的因素有哪些，影响规律如何？ 31.运用层流火焰传播理论分析层流火焰传播的稳定性。 32.湍流火焰的分类和湍流火焰的特点。 33.影响湍流火焰传播速度的因素。 34.应用火焰稳定的均匀搅混热平衡原理和传热原理分析湍流火焰的稳定性。 35.试述预混火焰和扩散火焰的各自特点。 36.试述工程上稳定火焰的措施。
燃烧学实验录目
2 ......................................... 实验要求 3................. 实验一燃料发热量的测定（综合） 13 ............................... 实验二烟气分析 25 ............... 附录2 精密数字温度温差仪使用方法实验要求 1．实验前应预习与实验有关的教材内容和实验指导书，了解实验目的、实验原理和实验要求，做到心中有数。
2．在实验室要首先熟悉实验装置的构造特点、性能和使用方法，使用贵重仪器时需得到指导教师的许可，方可动用。 3．实验时应严肃认真、一丝不苟，细致地观察实验中的各种现象，并作好记录，通过实验，训练基本操作技能和培养科学的工作作风。 4．实验结束时，学生先自行检查全部实验记录，再经指导教师审阅后，方可结束实验。 5．学生实验时，如出现实验仪器损坏情况，应及时向指导教师报告。 6．按规定格式认真填写实验报告，并按期交出。 2 实验一燃料发热量的测定（综合）
一.实验目的 单位燃料完全燃烧后所放出的热量称为热值，它是衡量燃料质量优劣的重要指标之一。燃料热值可用氧弹量热计直接测定。 1．了解氧弹量热计的构造和使用，掌握固 体燃料热值测定原理和方法。 2．测定量热计的热容量K值。 3．测定燃料的热值。 二.实验原理 将已知量的燃料置于密封容器（氧弹）中，通入氧气，点火使之完全燃烧，燃料所放出的热量传给周围的水，根据水温升高度数计算出燃料热值。 测定时，除燃料外，点火丝燃烧，HSO和24HNO 的生成和溶解也放出热量；量热计本身3（包括氧弹.温度计.搅拌器和外壳等）也吸收热量；此外量热计还向周围散失部分热量，这些计算时都应考虑加以修正。 3 量热计系统在实验在条件下，温度升高1 ℃
祝！各位同学考试顺利，新年快乐！ 《燃烧学》复习题参考答案集 2009 / 1 / 9 第一章化学热力学与化学反应动力学基础 1、我国目前能源与环境的现状怎样？电力市场的现状如何？如何看待燃烧科学的发展前景？ 我国目前的能源环境现状： 一、能源丰富而人均消费量少 我国能源虽然丰富，但分布很不均匀，煤炭资源60%以上在华北，水力资源70%以上在西南，而工业和人口集中的南方八省一市能源缺乏。虽然在生产方面，自解放后，能源开发的增长速度也是比较快，但由于我国人口众多，且人口增长快，造成我国人均能源消费量水平低下，仅为每人每年0.9吨标准煤，而1 吨标准煤的能量大概可以把400吨水从常温加热至沸腾。 二、能源构成以煤为主，燃煤严重污染环境 从目前状况看，煤炭仍然在我国一次能源构成中占70%以上，成为我国主要的能源，煤炭在我国城市的能源构成中所占的比例是相当大的。 以煤为主的能源构成以及62％的燃煤在陈旧的设备和炉灶中沿用落后的技术被直接燃烧使用，成为我国大气污染严重的主要根源。据历年的资料估算，燃煤排放的主要大气污染物，如粉尘、二氧化硫、氮氧化物、一硫化碳等，对我国城市的大气污染的危害已十分突出：污染严重、尤其是降尘量大；污染冬天比夏天严重；我国南方烧的高硫煤产生了另一种污染——酸雨；能源的利用率低增加了煤的消耗量。 三、农村能源供应短缺 我国农村的能源消耗，主要包括两方面，即农民生活和农业生产的耗能。我国农村人口多，能源需求量大，但农村所用电量仅占总发电量的14%左右。而作为农村主要燃料的农作物桔杆，除去饲料和工业原料的消耗，剩下供农民作燃料的就不多了。即使加上供应农民生活用的煤炭，以及砍伐薪柴，拣拾干畜粪等，也还不能满足对能源的需求。 电力市场现状： 2008年10月份，中国电力工业出现4.65％的负增长，为十年来首次出现单月负增长。11月，部分省市用电增幅同比下降超过30％。在煤价大幅上涨和需求下滑的影响下，目前火电企业亏损面超过90％，预计全年火电全行业亏损将超过700亿元。 走势分析 2009年，走过今年“寒冬”的电力行业将机遇与挑战并存，挑战大于机遇。受整个经济下滑的影响，“过剩”的尴尬将继续显现。 电价矛盾将更加突出。今年以来，国家制定的煤电价格联动政策迟迟无法实施，导致发电企业亏损不断累积，电价矛盾日益尖锐。面对明年经济形势的复杂情况，电力销售价格能否适时调整，具有很大的不确定性。 结构调整有望借势“提速”。明年宽松的用电环境正好为中国电力结构调整腾出了时间和空间。面对今年的大变局，国内发电企业将从跑马圈地式的快速扩张，转向注重效益的发展模式。 燃烧科学的发展前景 燃烧学是一门正在发展中的学科。能源、航空航天、环境工程和火灾防治等方面都提出了许多有待解决的重大问题，诸如高强度燃烧、低品位燃料燃烧、煤浆(油-煤，水-煤，油-水-煤等)燃烧、流化床燃烧、催化燃烧，渗流燃烧、燃烧污染物排放和控制、火灾起因和防止等。 我国的能源现状也决定了必须大力的发展燃烧学科。 燃烧学的进一步发展将与湍流理论、多相流体力学、辐射传热学和复杂反应的化学动力学等学科的发展
祝！各位同学考试顺利，新年快乐！ 中国矿业大学《燃烧学》复习题参考答案 2011 / 7/ 9 第一章化学热力学与化学反应动力学基础 1、我国目前能源与环境的现状怎样？电力市场的现状如何？如何看待燃烧科学的发展前景？ 我国目前的能源环境现状： 一、能源丰富而人均消费量少 我国能源虽然丰富，但分布很不均匀，煤炭资源60%以上在华北，水力资源70%以上在西南，而工业和人口集中的南方八省一市能源缺乏。虽然在生产方面，自解放后，能源开发的增长速度也是比较快，但由于我国人口众多，且人口增长快，造成我国人均能源消费量水平低下，仅为每人每年0.9吨标准煤，而1 吨标准煤的能量大概可以把400吨水从常温加热至沸腾。 二、能源构成以煤为主，燃煤严重污染环境 从目前状况看，煤炭仍然在我国一次能源构成中占70%以上，成为我国主要的能源，煤炭在我国城市的能源构成中所占的比例是相当大的。 以煤为主的能源构成以及62％的燃煤在陈旧的设备和炉灶中沿用落后的技术被直接燃烧使用，成为我国大气污染严重的主要根源。据历年的资料估算，燃煤排放的主要大气污染物，如粉尘、二氧化硫、氮氧化物、一硫化碳等，对我国城市的大气污染的危害已十分突出：污染严重、尤其是降尘量大；污染冬天比夏天严重；我国南方烧的高硫煤产生了另一种污染——酸雨；能源的利用率低增加了煤的消耗量。 三、农村能源供应短缺 我国农村的能源消耗，主要包括两方面，即农民生活和农业生产的耗能。我国农村人口多，能源需求量大，但农村所用电量仅占总发电量的14%左右。而作为农村主要燃料的农作物桔杆，除去饲料和工业原料的消耗，剩下供农民作燃料的就不多了。即使加上供应农民生活用的煤炭，以及砍伐薪柴，拣拾干畜粪等，也还不能满足对能源的需求。 电力市场现状： 2008年10月份，中国电力工业出现4.65％的负增长，为十年来首次出现单月负增长。11月，部分省市用电增幅同比下降超过30％。在煤价大幅上涨和需求下滑的影响下，目前火电企业亏损面超过90％，预计全年火电全行业亏损将超过700亿元。 走势分析 2009年，走过今年“寒冬”的电力行业将机遇与挑战并存，挑战大于机遇。受整个经济下滑的影响，“过剩”的尴尬将继续显现。 电价矛盾将更加突出。今年以来，国家制定的煤电价格联动政策迟迟无法实施，导致发电企业亏损不断累积，电价矛盾日益尖锐。面对明年经济形势的复杂情况，电力销售价格能否适时调整，具有很大的不确定性。 结构调整有望借势“提速”。明年宽松的用电环境正好为中国电力结构调整腾出了时间和空间。面对今年的大变局，国内发电企业将从跑马圈地式的快速扩张，转向注重效益的发展模式。 燃烧科学的发展前景 燃烧学是一门正在发展中的学科。能源、航空航天、环境工程和火灾防治等方面都提出了许多有待解决的重大问题，诸如高强度燃烧、低品位燃料燃烧、煤浆(油-煤，水-煤，油-水-煤等)燃烧、流化床燃烧、催化燃烧，渗流燃烧、燃烧污染物排放和控制、火灾起因和防止等。 我国的能源现状也决定了必须大力的发展燃烧学科。 燃烧学的进一步发展将与湍流理论、多相流体力学、辐射传热学和复杂反应的化学动力学等学科的发展相互渗透、相互促进。
《燃烧学》实验指导书2 刘湘云 广东工业大学材料与能源学院 二００六年七月印刷
一、实验目的： 通过测定锅炉热效率与烟气中有害物含量，了解气体燃烧的热工特性，同时学习如何调整燃料与空气的配比，使燃烧保持最佳状态。另外通过锅炉热平衡计算，可以确定最佳工况，从而保证锅炉在热效率最高、有害物排出量最小的条件下工作。 二、实验设备 实验台由小型燃气锅炉；进口板式换热器；进口循环水泵；热电阻及热电偶测温；额定流量4m3/h干式气煤气表；U型压力计； 0.4级标准压力表；转子流量计；万能输入8点巡检仪等组成（不包括热值仪、烟气分析等分析仪）。 图一、小型燃气锅炉热工性能测试实验台结构简 三、实验原理 （一）、系统流程 1、燃气系统 燃气通过流量、压力、温度的测量后，由燃烧机（燃烧器）与空气混合并点燃，产生的热量与锅炉中的水进行交换，降温后的烟气通过烟气成分分析后排出锅炉。 2、锅炉水循环系统 锅炉中的水吸收燃气燃烧放出的热量温度增高，在出口测量供水温度，通过管道进入板式换热器，与板式换热器的自来水换热（模拟采暖用户）而降温，然后经过浮子流量计计量循环流量，测量回水温度后，由循环水泵泵入锅炉进行循环。 3、生活用热水系统
生活热水是靠自来水本身的压力（标准规定的压力0.1Ma ），测量温度后，进入锅炉本身的水—水换热器与锅炉中的热水进行换热，在出口测量热水温度，然后经过浮子流量计计量流量排进水盆。 4、测量系统 燃气流量用煤气表计量，压力用U 型压力计测量。循环水流量、生活用水流量用浮子流量计计量（流量计可由用户用重量法进行标定），生活用水入炉压力用压力表测量。温度使用热电阻传感器测量，由巡检仪显示。 燃气锅炉的热流量、热平衡、热效率及卫生指标的测试 （二）、测定锅炉的热流量（热负荷） 单位时间内，进入燃烧设备的燃气燃烧所放出的热量称为热流量（热负荷）。 热流量等于燃气消耗量与燃气低位热值的乘积。 φ = q v ? Q C （1） φ —燃气燃烧所放出的热量 v q —试验时试验气的消耗量， m3/h （由煤气表读出）； Q C —测试时采用的基准干燃气的低位热值MJ/Nm3。 （三）、锅炉热效率 1、锅炉热平衡方程式 为了计算方便，对于燃气锅炉的热平衡，应以每标3 m 燃气为基础进行计算。一般锅炉的热平衡方程式如下： 12345Q Q Q Q Q Q =++++ （2） 式中 Q —相当每标3m 燃气的输入热量（kJ/标3 m ）； 1Q —相当每标3m 燃气的有效输出热量（kJ/标3 m ） 2Q —相当每标3 m 燃气的排烟损失热量（kJ/标3 m ） 3Q —相当每标3 m 燃气的化学未完全燃烧损失热量（kJ/标3 m ） 4Q —相当每标3m 燃气的机械未完全燃烧损失热量（kJ/标3 m ） 5Q —相当每标3 m 燃气的锅炉本体的散热损失热量（kJ/标3 m ） 用Q 值除式(11-3),可得以百分数的热平衡方程式如下: 12345100% q q q q q ++++= （3）
燃烧学习题答案： 第一章 1.解释下列基本概念: (1)燃烧：燃烧是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光或发烟的现象。 (2)火灾：在时间和空间上失去控制的燃烧称为火灾。 (3)烟：由于燃烧不完全等原因会使得产物中混有一些微小的颗粒，这时即形成“烟”。 (4)热容：在没有相变化和化学变化的条件下，一定量的物质温度每升高一度所需要的热量。 (5)生成热：化学反应中由稳定单质反应生成某化合物时的反应热。 (6)标准燃烧热：在和指定温度下，1mol某物质完全燃烧时的恒压反应热。 (7)热值：单位质量或单位体积的可燃物完全燃烧所放出的热量。 (8)低热值：可燃物中的水和氢燃烧生成的水以气态存在时的热值。 2.燃烧的本质是什么?它有哪些特征?举例说明这些特征. 燃烧的本质是一种氧化还原反应。特征是：放热、发光、发烟、伴有火焰。
3. 如何正确理解燃烧的条件?根据燃烧条件，可以提出哪些防火和灭火方法? 可燃物、助燃物和点火源是燃烧的三要素，要发生燃烧燃烧，可燃物和助燃物要有一定的数量和浓度，点火源要有一定的温度和足够的热量。 根据燃烧条件，可以提出以下防火和灭火的方法： 防火方法：1．控制可燃物；2．隔绝空气；3．消除点火源 灭火方法：1．隔离法2．窒息法3．冷却法 4. 抑制法 8. 举例说明燃烧产物(包括烟)有哪些毒害作用?其危害性主要体现在哪几个方面? 除了CO2和H2O 外，烟气中的其他成分都有一定的毒性、刺激性或腐蚀性。其危害性体现在以下三个方面：1）毒害性；2）减光性3）爆炸性 9.试求出在p ＝1atm 、T=273K 下，1公斤苯(C6H6)完全燃烧所需要的理论 空气量。3 22 ,0,030.10104.2248129276.4104.22)32 32412(76.421.02 m O S H C V V O air =???? ? ??+?=??-++?== -- 10.已知木材的组成为:C-46%、%、%、%、%，问在p ＝1atm 、T=273K 下木材完全燃烧产物体积是多少?
一、名词解释（每小题2.5分，共10分） 1、着火热 2、绝热火焰温度 3、层流燃烧 4、反应焓 焓 二、填空题（每小题4分，共20分） 1、燃烧过程的特点：1）；2） 2、盖斯定律指的是 3、化学反应速率指的是 4、活化能E指的是 5、煤的可磨性系数指的是： 三、单项选择题（3分/每小题，共30分） 1、“一定体积的气体的摩尔数与其压力成正比”，气体压力＿＿＿时该结论成立。A：小于1MPa；B＞5MPa；C：大于15MPa 2、可以用质量作用定律来描述反应速率的化学反应是：＿＿＿＿＿ A：基元反应；B：分支反应；C：燃烧反应 3、对总体反应而言，当反应物浓度增加而反应速度却降低时，则反应的级数是：＿
A：分数；B：负数；C：小数； 4、阿累尼乌斯公式不适用的化学反应是：＿＿＿＿＿＿ A：催化反应；B：多相反应；C：链式反应； 5、根据谢苗诺夫热自燃理论，装有可燃气体的容器越大，可燃气体＿＿＿＿ A：越不容易着火；B：越容易着火；C：温度越高； 6、根据链式自燃理论，使反应自动加速直至着火的主要原因是：＿＿＿＿＿ A：活化中心的不断积累；B：热量的不断积累； C：反应物浓度的不断积累； 7、民用燃气灶具不能混用燃气的原因是：＿＿＿＿＿＿＿ A：不同燃气具有不同的输送方式；B：不同燃气具有不同的物性参数； C：不同燃气具有不同的火焰传播速度； 8、混合气体层流火焰传播速度的最大值出现在：＿＿＿＿＿＿ A：过剩空气系数略大于1（贫燃料）； B：过剩空气系数略小于1（富燃料）；C：过剩空气系数等于1； 9、湍流火焰传播速度高于层流火焰传播速度的主要原因是：＿＿＿＿＿ A：湍流的速度分布比层流的速度分布更均匀。 B：湍流火焰的流动速度更快；C：湍流火焰的峰面的面积更大； 10、在碳氢化合物燃烧过程中，1kg空气参与燃烧后，大约能放出：＿＿＿ A：3200 kJ热量；B：32000 kJ热量；C:320 kJ热量； 四、、问答题（共40分） 1、简要分析热力着火及链式分支链锁着火机理的区别？（10分） 答： 2、试述回流区稳焰的基本原理（10分） 3、在煤粉锅炉燃烧过程中，为什么必须采用热风输送煤粉才能保证煤粉的着火？而其它燃煤锅炉（如层燃锅炉或流化床锅炉）则没有这一要求？试从燃料着火理论分析它们着火的差异。（20分）
内容摘要：1、新修订的《中华人民共和国消防》将于（A）正式实施。A、2009年5月1日B、2009年8月1日C、2009年9月1日2、下列（AE）火灾可以使用二氧化碳灭火器？A、含碳固体可燃物B、易燃液体C、可燃气体D、可燃金属E、带电物体燃烧3、下列（ABCD）情况容易导致电气线路火灾？... 1、新修订的《中华人民共和国消防》将于（A）正式实施。 A、2009年5月1日 B、2009年8月1日 C、2009年9月1日 2、下列（AE）火灾可以使用二氧化碳灭火器？ A、含碳固体可燃物 B、易燃液体 C、可燃气体 D、可燃金属 E、带电物体燃烧 3、下列（ABCD）情况容易导致电气线路火灾？ A、用金属线捆扎绝缘导线或把绝缘导线挂在钉子上。 B、电源过电压。 C、带电作业。 D、在线路上接入过多或功率过大的电气设备，超过了电气线路的负载能力。 E、连接点由于热作用或长期震动使接头松动。 F、用铜丝、铁丝代替熔断器的熔丝。 3、在设有车间或仓库的建筑内（B）宿舍。 A、不得设置员工 B、严禁设置 C、不得设置员工集体 D、经当地公安消防机构批准后，可以设置 4、发生火灾被火围困时，下列做法正确的是（ACDE）。 A、采用毛巾、口罩蒙鼻，匍匐撤离。 B、进入电梯，乘电梯到底层。 C、利用身边的绳索或床单、窗帘、衣服等自制简易救生绳。 D、关紧迎火的门窗，打开背火的门窗，用湿毛巾或湿布塞堵门缝或用水浸湿棉被蒙上门窗。 E、白天，向窗外晃动鲜艳衣物，或外抛轻型晃眼的东西；晚上，用手电筒不停地在窗口闪动或敲击东西，吸引救援者的注意。 5、下列对新《消防法》的理解，你认为正确的是（C）。 A、在没有发生火灾的时候，消防设施可以作为它用。 B、因特殊情况需要使用明火作业的，可以先动火再补办审批手续。 C、任何单位、个人都有维护消防安全、保护消防设施、预防火灾、报告火警的义务。 D、因发展经济的需要，建设单位可以边设计、边施工、边办理相关的消防手续。 6、根据刑法规定，失火罪处以（C）年有期徒刑。 A、1—3年 B、3—5年 C、3—7年 D、5—7年 7、火场中防止烟气危害最简单的方法是（BC）。 A、跳楼或窗口逃生 B、用毛巾或衣服捂住口鼻 C、低姿势沿疏散通道逃生 8、灭火器压力表用红、黄、绿三色表示压力情况，当指针指在绿色区域表示（A）。 A、正常 B、偏低 C、偏高